Download - continut_tehnic
Investeşte în oameni!
2. CONTINUT TEHNIC
2.1 Sisteme de actionare pneumatica
Actionarea reprezinta operatiunea prin care se comanda si se urmareste regimul
de functionare al diverselor instalatii de lucru sau procese tehnologice. Procesele
tehnologice implica deseori actionarea unor agregate cu ajutorul unor
motoare,,neelectrice ‘’, adica folosirea energiei unui lichid sub presiune (motoare
hidraulice) sau a unui gaz sub presiune (motoare pneumatice). In cazul actionarilor
pneumatice este necesara realizarea unor surse ,,generatoare’’ de energie
pneumatica.
O actionare pneumatica contine un generator pneumatic (compresorul), antrenat
de obicei de un motor electric, care transmite fluidul energetic (aer comprimat )
motorului pneumatic ce va antrena sarcina (utilajul).
Caracteristica principala a acestor dispozitive este data de utilizarea aerului ca
fluid compresibil al sistemului de actionare.
Aerul comprimat folosit ca agent purtator de energie şi informatie in sistemele
pneumatice de acţionare poate fi produs local cu ajutorul unui compresor, sau
centralizat, într-o staţie de compresoare. Ultima variantă este cea mai utilizata. De
altfel , producerea aerului comprimat este unul dintre serviciile de baza (alaturi de
alimentarea cu energie electrica, apa, gaze naturale) de care dispune un stabiliment
modern.
Acţionarile pneumatice si-au gasit aplicatii în domenii ale tehnicii extreme de
variate, pentru cele mai diferite scopuri. Acest fapt se datoreaza avantajelor prezentate
de aceste acţionari :
- datorita vitezelor de lucru şi de avans mari, precum şi momentelor de inerţie
mici, durata operaţiilor este mică.
Investeşte în oameni!
- acţionarile pneumatice pot fi foarte rapide : utilizand elemente logice sau
convertoare electropneumatice se pot realiza instalaţii cu funcţioanre în ciclu
automat, care oferăaproductivitate mare .
- forţele, momentele şi vitezele motoarelor pot fi reglate uşor, utilizand dispozitive
simple ;
- supraincarcarea motoarelor pneumatice nu introduce pericol de avarii
- transmisiile pneumatice permit porniri, opriri, opriri dese si schimbari de sens
bruste, fara pericol de avarie ;
- aerul comprimat este relativ usor de produs şi de transportat prin reţele este
nepoluant si neinflamabil.
- poate fi stocat în cantitati apreciabile;
- pericolul de accidentare este redus;
- intreţinerea instalatiilor pneumatice este usoara daca se dispune de personal
calificat.
In comparaţie cu alte tipuri de acţionari (hidraulice, electice) acţionarile
pneumatice prezinta urmatoarele dezavantaje ;
- datorita limitarii presiunii de lucru forţele şi momentele oferite de motoarele
pneumatice sunt reduse ;
- compresibilitatea aerului nu permite reglarea precisa a unor parametri de
funcţionare, de exemplu menţinerea constanta a unor viteze mici de deplasare.
- aerul nu poate fi complet purificat cu costuri rezonabile, fapt ce duce la uzura
unor piese prin eroziune şi abraziune precum si la coroziunea componentelor ;
- in anumite conditii de mediu si functionare, exista pericol de inghet ;
- randamentul transmisiilor pneumatice este scazut.
Acţionarile pneumatice sunt utilizate : in industrie cu pericolul de incendii, explozii
: metalurgie, chimie, minerit, prelucrarea lemnului, termocentrale.
Schema pneumatica este reprezentarea grafica, obtinuta prin utilizarea de
simboluri si reguli de reprezentare a unui sistem pneumatic si descrie cu acuratete
Investeşte în oameni!
functionarea acestuia. Elaborarea schemei pneumatice este al doilea pas facut in
proiectarea unui sistem pneumatic si, odata ce utilajul a fost realizat, este unul din
instrumentele de baza pentru operatiunile depunere in functiune, reglare a parametrilor
de functionare, diagnosticare si reparare.
Fiind o reprezentare a sistemului pneumatic, in principiu schema are o structura
identica acestuia, insa in ea nu sunt reprezentate elementele mecanice, cu exceptia
celor direct interconditionate cu cele pneumatice.
Aparatele pneumatice si conexiunile dintre ele precum si functiile pe care
acestea le indeplinesc, sunt redate prin simboluri si notatii specifice,cuprinse si descrise
in norme unanim acceptate, numite standard .
Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din cinci nivele ,
fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice. Toate elementele
din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator.
Cele cinci nivele cuprind :
● Elemente de preparare aer, care asigura alimentarea instalatiei cu energie pneumatica
la parametri ceruti din sistem:presiune, debit, filtrare, ungere.
● Elemente de comanda, care permit dialogul om-masina : comenzi depornire -
oprire, selectare pentru diferite functii sau moduri de lucru. De obicei, toate aceste
elemente sunt grupate intr-un panou (tablou) de comanda, aflat la distanta sau alipit
instalatiei de forta (de executie).
● Elemente de procesare - echipamente care asigura procesarea (interpretarea
si distribuirea) semnalelor primite in instalatie, atat a celor decomanda, provenite de la
tabloul de comanda, cat si a celor de reactie, caresunt de obicei semnalele ce ofera
informatii despre starea masinii si/sau aprocesului tehnologic desfasurat. Elementele de
procesare prelucreaza toate aceste semnale fie unitar, fie in anumite combinatii,
realizand diferite functiilogice:NU, SI, SAU, EXCLUSIV, temporizare, memorare.
• Elemente de comanda finala - sunt echipamente de distributie a energiei
pneumatice si reprezinta un etaj de amplificare a energiei, prin caresemnalele de
Investeşte în oameni!
comanda sunt “injectate” direct elementelor de executie :motoare liniare, rotative,
oscilante, generatoare de vacuum cu ventuze,manipulatoare.
● Elemente de executie (actuatoare pneumatice) - sunt echipamente
careconvertesc energia de presiune a agentului de lucru (aer) in energiemecanica
(forte, moment) pentru efectuarea de lucru mecanic (miscare).In afara de aceste cinci
nivele de baza se mai pot identifica inca doua, numai putin importante:
● Elemente de conexiune (furtune, tevi, conectori) cu care se
construiestereteaua de aer comprimat ce leaga aparatele pneumatic intre ele.
● Matricea mecanica, adica toate acele accesorii mecanice cu care se
asambleaza mecanic cilindrii pneumatici in interiorul unei instalatii.
Clasificarea sistemelor pneumatice:
Dupa tipul etajului de comanda:
a) schema pur pneumatica : semnalele de comanda sunt numai pneumatice;
b) schema electro-pneumatica : semnalele de comanda sunt electrice.
dupa tipul elementelor de comanda, schemele de comanda electro -pneumatice
sunt de patru tipuri : cu releu, cu placi electronice imprimate, cu microprocesor
(automate programabile, calculatoare), mixte.
Dupa tipul de functionare impuse de etajul de comanda:
a) scheme conduse dupa timp : intr-o instalatie pneumatica, elementele
de executie se misca intr-o anumita ordine, descrisa cu ajutorul unui instrument
grafic numit Ciclograma sau Diagrama de miscare;
b) scheme condusa dupa spatiu : la aceste scheme, un nou semnal
decomanda este generat numai dupa ce, in urma unei verificari interne, se
confirma ca s-a executat corect miscarea sau procesul precedent.Verificariile se
fac cu ajutorul senzorilor sau al traductoarelor.
c) scheme mixte : sunt des intalnite in practica si imbina avantajele
oferitede tipurile discutate mai sus.
Dupa tipul circuitelor din schema:
a) cu un circuit comun pentru etajul de comanda si cel de forta ;
Investeşte în oameni!
b) cu doua circuite pentru etajul de comanda si cel de forta
Reprezentarea schematica a unui sistem pneumatic se intilneste in doua
variante:
1) Reprezentarea pe nivele, aceasta fiind cea rezultata din proiectare;
cunoasterea modului de dispunere a elementelor intr-o schema usureaza mult aplicarea
algoritmilor de proiectare, intelegerea si interpretarea schemelor dar, in activitatea
practica, acest tip de reprezentare, la confruntarea cu instalatia reala, produce dificultati
in localizarea echipamentelor si urmarirea functionarii lor.
2) Reprezentarea elementelor pneumatice se face tinind seama de pozitia lor
reala pe utilaj (desigur, in limitele posibilitatilor); astfel, se tine seama de pozitia de lucru
a actuatoarelor (orizontala, verticala, oblica), de pozitia si modul de grupare a celorlalte
elemente, luind ca reper diferite parti din instalatie
2.2 Reprezentarea sistemelor de actionare pneumatica
In Tabelul 1.1 sunt prezentate notaţiile conexiunilor pneumatic ale aparatelor.
Exista doua tipuri de notare: numerica si literala. Notatia numeric este mai noua si tinde
sa o inlocuiasca, treptat, pe cea literala. In practica poate fi intalnita una din cele doua
tipuri de notare dar, de cele mai multe ori, se intalnesc ambele.
Investeşte în oameni!
Limbajul tehnic presupune si utilizarea, de comun acord, conform unor standarde
internaţionale, a unor simboluri care sa permita reprezentarea si identificarea usoara a
aparatelor si componentelor electrice, pneumatice sau hidraulice atat ca elemente
singulare, cat si inglobate în sisteme (circuite).
Simbolurile pneumatice trebuie sa ofere informaţii privind: functia (functiile)
aparatului, notarea conexiunilor, metodele de acţionare, parametrii admisibili ai
agentului de comandă si de lucru. Deoarece, la prima vedere, simbolizarea
distribuitoarelor pare sa fie mai dificila, se va detalia modul de reprezentare si
identificare a acestor aparate.
La realizarea unei instalatii de automatizare cu actionare pneumatica, o prima
etapa consta în întocmirea unei scheme de principiu care sa redea în mod clar
succesiunea operatiilor si fazelor care compun ciclul de functionare.
Se stabilesc conditiile de pornire si oprire, conditiile de oprire în caz de avarie,
precum si alte conditii specifice ciclului de lucru (temporizari, semnalizare optica sau
sonora, posibilitati de reglaj a unor parametri etc.). Pe aceasta baza se trece la
realizarea schemei functionale, în care sunt reprezentate cu ajutorul simbolurilor toate
elementele care compun
Investeşte în oameni!
schema, precum si conexiunile dintre acestea, fara a se tine seama de amplasamentul
real al acestor elemente.
In general, orice problema de actionare, simpla sau complexa, poate fi
solutionata in mai multe moduri. Schema optima este aceea care îndeplineste toate
conditiile functionale impuse si este alcatuita dintr-un numar minim de elemente.
Actionarile cu un singur motor pneumatic sunt utilizate frecvent pentru
automatizarea unor operatii de prindere si alimentare cu piese, pentru deplasarea unor
organe de lucru sau scule, precum si la dispozitivele de prehensiune ale
manipulatoarelor si robotilor industriali.
Pentru realizarea schemelor pneumatice, descrierea si întelegerea cât mai
usoara a functionarii acestora, se folosesc unele notatii si reguli de reprezentare
specifice.
Se folosesc pentru identificarea elementelor, litere si numere în diverse
combinatii, care sa ilustreze cât mai clar elementul respectiv. Din consideratii
didactice, pentru diversele scheme s-au adoptat urmatoarele notatii:
GPA - grup de preparare a aerului, compus din filtru + regulator (FR) sau filtru +
regulator + lubrificator (FRL);
C1, C2, C3....- motoare pneumatice liniare (cilindri cu piston sau cu membrana);
MR1, MR2... - motoare pneumatice oscilante;
DP1, DP2.....- distribuitoare pneumatice principale;
D1, D2.... - distribuitoare pneumatice auxiliare;
BP1, BP2...- distribuitore pneumatice cu comanda manuala de tip impuls
(butoane pneumatice).
ao, a1, bo, b1 - senzori de cursa: i=1,2..- numarul motorului; a1, b1 sau
j=1 - senzorul pentru cursa maxima; ao, bo sau j=0 - senzorul pentru cursa
minima (tija complet retrasa);
DR1, DR2... - drosele simple;
DC1, DC2... - drosele de cale;
m1, m2... - comenzi manuale;
Investeşte în oameni!
x - semnale de intrare produse de senzori de cursa.
Simbolurile folosite in reprezentarea elementelor pneumatice trebuie sa
indeplineasca urmatoarele caracteristici:
• Functia
• Metoda de actionare si de revenire la starea initiala
• Numarul de conexiuni(orificii)
• Numarul de pozitii de comutare
• Principiul general de operare
• Reprezentare simplificata a fluxului de aer .
Simbolurile nu reprezinta urmatoarele caracteristici:
• Marimea sau dimensiunea componentelor
Investeşte în oameni!
• Particularitati ale producatorilor, metode de constructie sau costuri
• Detalii fizice ale elementelor
• Imbinari sau conexiuni altele decatjonctiunile intre “porturi”
Standardul folosit pentru simbolizarea elementelor pneumatice este ISO 1219
Simbolurile principalelor elemente pneumatice sunt prezentate in ANEXA.
Exemple de elemente pneumatice:
Echipamente de preparare aer comprimat:
- Filtru cu purjare manuala
- Filtru cu purjare automata
-Regulator de presiune
-Unitate preparare aer : filtru, regulator, manometru, ungator
Actuatori pneumatic- cilindri pneumatic:
Investeşte în oameni!
- Cilindru cu dubla actiune
- Cilindru cu simpla actiune
EXEMPLU : Simbolizarea distribuitoarelor
O simbolizare detaliata a unui distribuitor presupune indicarea urmatoarelor
caracteristici:
− numarul de cai
− numarul de poziţii
− modul de comanda
Prima cifra din notare arata numarul de cai, iar a doua numarul de pozitii pe care
poate comuta distribuitorul; cele doua indicatii sunt despartite printr-o bara inclinata:
Exemplu: distribuitor 3/2 = distribuitor cu 3 căi si 2 poziţii.
Simbolul distribuitorului este un dreptunghi imparţit intr-un numar de casete egal
cu numarul de poziţii pe care poate comuta; in fiecare caseta este reprezentata schema
de conectare corespunzatoare, astfel: sageţile indica traseele si sensul normal de
curgere prin distribuitor, iar “T”-urile indica existenta unor orificii “infundate”, prin care nu
curge aer.
Exemplu: distribuitor 3/2:
Investeşte în oameni!
Fiecare din cele doua casete (deci poziţii) are un numar de trei orificii. Pentru a
cunoaste modul de conectare a distribuitorului trebuie notate căile, sau racordurile sale.
Notarea lor se face pe caseta corespunzatoare pozitiei pe care distribuitorul o ocupa
atunci cand nu este acţionat.
Exemplu:
Trebuie mentionat ca aceste notatii se aplica tuturor echipamentelor pneumatice,
nu numai distribuitoarelor. Simbolul de la exemplul anterior trebuie completat lateral, in
stanga si in dreapta cu modul de comanda.
Exemplu:
Putem spune ca distribuitorul de mai sus este cu 3 cai si 2 pozitii, normal inchis,
comandat pneumatic indirect (cu pilot), iar revenirea pe poziţie (resetarea) se face
pneumatic, direct (fara pilot).
Structura unei scheme pneumatice
Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din 5 nivele (figura 1)
fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice. Toate elementele
din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator.
Investeşte în oameni!
Figura 1: Structura unei scheme pneumatice
1) Elementele care asigura alimentarea instalației cu energie pneumatica la
parametrii ceruti de sistem: presiune, debit, filtrare, ungere.
2) Elementele de comanda, care permit dialogul om-mașină: comenzi de pornire-
oprire, selectare pentru diferite funcții sau moduri de lucru, etc. De obicei, toate aceste
elemente sunt grupate într-un panou de comanda, alipit instalatiei.
3) Elementele de procesare: sunt echipamentele care asigura procesarea
(interpretarea si distribuirea) semnalelor primite in instalatie: atat a celor de comanda,
provenite de la tabloul de comanda, cat si a celor de reactie, care sunt de obicei
semnale ce oferă informatii despre starea masinii si/sau a procesului tehnologic
desfasurat. Elementele de procesare prelucreaza toate aceste semnale fie unitar, fie în
anumite combinatii, realizand diferite functii logice.
4) Elementele de comanda finala: sunt echipamente de distributie a energiei
pneumatice si reprezinta etajul din care semnalele de comanda sunt injectate direct
elementelor de executie: motoare liniare, rotative, oscilante, unitati de vidare, etc.
Investeşte în oameni!
5) Elementele de executie: sunt echipamente care convertesc energia de
presiune a aerului comprimat în energie mecanică pentru efectuarea lucrului mecanic.
Figura 2: Schema pneumatic structurata pe nivele
Pozitionarea elementelor în schemele pneumatice se poate realiza în doua
moduri:
a) Dispunerea topografica - elementele sunt pozitionate în schema astfel
încât sa sugereze dispunerea reala în instalatie. Aceasta dispunere se foloseste în
cazul schemelor simple, cu numar redus de elemente, la care circuitele pot fi urmarite
usor;
b) Dispunerea pe nivele - elementele sunt grupate pe nivele astfel încât fluxul
energetic si informational sa mearga de la partea inferioara a schemei catre partea
Investeşte în oameni!
superioara, iar secventele (fazele) ciclului de functionare sa se deruleze de la stânga
la dreapta (figura 2).
Cilindrul din stanga efectueaza prima cursa activa a ciclului, iar cel din dreapta
ultima faza. Nivelul inferior cuprinde elementele de intrare (butoane, sesizore de cursa
etc.). Intre aceste doua nivele sunt amplasate pe nivelul "logic" elemente logice (SI,
SAU etc.) si distribuitoare auxiliare care materializeaza diferite functii logice
Figura 3. Dispunerea elementelor in schemele pneumatice
Pentru alimentarea unui cilindru cu simpla actiune (simplu efect) este
necesar un distribuitor principal cu cel putin doua pozitii de lucru si trei orificii active
(DP 3/2), notate cu P sau 1 - sursa de presiune, A sau 3 - atmosfera si C sau 3 -
consumatorul, în acest caz camera activa a motorului.
In cazul cilindrilorcu dubla actiune (dublu efect), distribuitorul principal
trebuie sa aiba minim doua pozitii de lucru si patru orificii active P (1), A (3), C1 (4), C2
(2). Majoritatea
Investeşte în oameni!
distribuitoarelor pneumatice sunt de tipul 5/2, cu doua orificii de atmosfera, notate cu
A1 si A2.
Pentru oprirea pistonului cilindrului pneumatic liniar în pozitii intermediare pe
cursa este necesar ca distribuitorul principal sa aiba trei pozitii de lucru (4/3 sau 5/3),
iar în pozitia centrala toate orificiile sa fie închise (centru închis).
Reglarea vitezelor de deplasare se realizeaza cu ajutorul rezistentelor
reglabile, denumite si drosele, care permit modificarea locala a sectiunii de curgere a
aerului. La amplasarea acestora în scheme trebuie avute în vedere urmatoarele reguli:
- pentru fiecare viteza reglata este necesar un drosel care se conecteaza în
schema astfel încât sa nu influenteze si alte viteze;
- se recomanda ca reglarea vitezelor sa se realizeze prin controlul debitului
de evacuare si numai daca acest lucru nu este posibil, prin controlul debitului de
admisie în motor. Controlul debitului de evacuare permite o reglare mai stabila a
vitezei, dar aceasta solutie conduce la cresterea contrapresiunii în camera de
evacuare a motorului si în consecinta la diminuarea fortei utile.
Actionarile pneumatice cu un singur motor se pot realiza cu comanda directa sau
indirecta (pilotata) pentru fiecare faza, în ciclu automat unic cu impuls de initiere sau
cu functionare continua (ciclu repetat). Aceste variante de utilizare sunt prezentate în
exemplele urmatoare.
Comanda directa se utilizeaza în cazul cand distanta dintre punctul de comanda
(în care se gaseste operatorul) si cilindrul pneumatic este relativ mica. Distribuitorul
principal DP, cu pozitie preferentiala (monostabil – figura 4) sau cu memorie (bistabil -
figura 5 si figura 6), este actionat prin buton, prin maneta, prin pedala sau de catre un
organ de masina.
Investeşte în oameni!
Figura 4: Cilindru cu simpla actiune si revenire cu arc
Figura 5. Cilindru cu dubla actiune cu comanda manuala
directa prin distribuitor bistabil si reglarea vitezei în ambele sensuri
Investeşte în oameni!
Figura 6. Cilindru cu dubla actiune cu comanda manuala directa prin
distribuitor cu centru inchis, cu reglarea vitezei in ambele sensuri
In cazul schemei din figura 4 viteza pe cursa activa v1 este reglata prin controlul
debitului admis, iar viteza de revenire v0 poate fi reglata, prin controlul debitului
evacuat din motor.
In schema din figura 5 distribuitorul principal de tip 4/2 impune pentru reglajul
vitezelor folosirea droselelor de cale, montate pe circuitele dintre motor si distribuitor.
In schema din figura 6 pistonul poate fi oprit în pozitii intermediare ale cursei
deoarece distribuitorul care deserveste motorul este de tipul 5/3 cu centru închis.
Reglarea vitezei în ambele sensuri se realizeaza cu drosele simple montate pe orificiile
de atmosfera ale distribuitorului. Pistonul poate fi oprit în pozitii intermediare pe cursa.
Investeşte în oameni!
2.3 Utilizarea mediului „Fluidsim”
Mediul de lucru „FluidSim” este un pachet software special conceput pentru
construirea schemelor de acţionare pneumatice sau hidraulice si pentru simularea
functionarii acestora.
Fereastra principala a aplicaţiei (Figura 7) conţine, pe langa meniurile si
pictogramele standard (zona 1), trei zone distincte de lucru:
Figura 7 : Fluidsim pneumatic- fereastra principala
Investeşte în oameni!
• Zona 2 – foaia de lucru, reprezinta suprafaţa pe care se construieste schema
propriu-zisa. Componentele aduse pe aceasta foaie se unesc intre ele prin furtune
virtuale reprezentate de linii, pornind de la una dintre componente.
Metoda de trasare a acestora este similara cu desenarea unei linii în orice
aplicaţie grafică. Punctele de conectare a furtunelor (liniilor) la componente sunt
simbolizate cu cerculeţe. Atunci cand un furtun este trasat pana in dreptul unui punct de
conectare, forma si culoarea pointerului mouse-ului se modifica atentionand asupra
posibilitătii de conectare cu acel racord.
Pentru a realiza o conexiune intre doua furtune (echivalentul utilizarii unui racord
de tip T sau Y) un furtun trebuie desenat pornind de la o componenta pana la
intersecţta cu furtunul (linia) cu care se doreste conectarea. Si de aceasta data pointerul
asi va schimba forma si culoarea indicand posibilitatea conectării.
• Zona 3 – biblioteca de componente, este construita pe o structura
colapsabila ierarhica si contine toate elementele necesare construirii unei
schemepneumatice funcţionale.
Prima grupa de elemente este denumita Supply elements (elemente de
alimentare) si conţine sursa de aer comprimat, compresoare, filtre, decantoare, grup de
preparare a aerului comprimat, etc.
A doua grupa este cea a elementelor de actionare (actuators), care contine o
larga varietate de cilindri cu simpla si dubla actionare, motoare oscilante si rotative
precum și elemente de actionare din tehnica vacuumului (ventuze, generatoare de vid).
Cea de-a treia grupa este cea dedicata aparatelor de comanda si control.
Acestea sunt separate în subgrupe conform categoriei din care fac parte: distribuitoare
preconfigurate uzuale si special avand diverse tipuri de actionare (manuala, mecanica,
electrica, pneumatica); distribuitoare configurabile (Figura 8); aparate de control al
presiunii si de selectare a sensului de curgere; aparate de reglare a debitului.
Grupa a patra conține aparate special (temporizatoare si numaratoare
pneumatice, alte blocuri si module functionale).
Investeşte în oameni!
Cea de-a cincea grupa are in componentă aparate de masura si afisare a
parametrilor funcțtionali.
Figura 8: Fereastra de configurare a unui distribuitor
• Zona 4 – caseta de control a simularii, contine butoanele de modificare a
dimensiunii desenului pe foaia de lucru (Zoom) si butoanele de comanda a simularii
propriu-zise (ruleaza, pauza, stop, derulare).
La momentul rularii functionarii, traseele parcurse de aer se coloreaza diferit:
-conductele cu presiune ridicate au culoare albastru inchis și grosime mai mare (in
functie și de valoarea presiunii);
- conductele cu presiune scăzută (ventilate, de refulare) au culoare albastru
deschis
- conductele de vacuum au culoare mov.
Investeşte în oameni!
De asemenea, sensul de curgere al fluidului printr-o conducta este reprezentat de
sageti plasate în punctele de racordare. Exista si posibilitatea de modificare a vitezei
simularii alegand „Simulation” din meniul de opțiuni.
Odata ce schema a fost construita prin amplasarea elementelor pe foaia de lucru
si legaturile intre componente realizate se poate trece direct la simularea functionarii
ansamblului creat. Daca se doreste functionarea la alti parametri decat cei alesi implicit
de catre program acest lucru se poate realiza pentru fiecare componenta în parte.
Exemplu :
Schema electro-pneumatică a unui system pneumatic
Investeşte în oameni!
Schema electro-pneumatica in FluidSim
2.4 Metoda Grafcet
Metodele specifice de descriere a comportarii proceselor, pe baza carora se
realizeaza programele de conducere, sunt:
• metoda diagramei (sau organigramei, sau grafului) de stari
• metoda Grafcet
• metoda ladder.
Cunoscand foarte bine procesul şi protocolul sau de funcţionare şi alegand in
consecinţa un automat programabil, se poate începe transcrierea protocolului de
funcţionare al procesului, folosind una dintre metodele amintite anterior:
• diagrama de stari sau
• o diagramă Grafcet sau
Investeşte în oameni!
• o diagrama ladder.
Apoi alocandu-se variabile de intrare, de ieşire, de memorie, de numarare, de
contorizare etc. corespunzator semnalelor procesului, se poate trece la realizarea
programului de conducere. Acesta poate cuprinde cateva secţiuni:
• a) aspecte (caracteristici) de operare;
• b) secvenţele (starile) de operare ale procesului;
• c) semnalele de ieşire;
• d) iesiri indicatoare de stari.
Metoda diagramelor Grafcet
Desi o diagrama Grafcet reda în esenţa aceleaşi elemente ca şi o
organigrama de stari, anumite particularitati de reprezentare ofera facilitati atat
proiectantului, cat ai utilizatorului, ceea ce a dus la largirea ariei de utilizare şi
penetrare a metodei într-un mare numar de aplicatii.
GRAFCET este un mod de reprezentare şi de analiza a fluxului proceselor
industriale.
Aceasta metoda este pretabila pentru descrierea unor detalii ale sistemului
condus precum şi ale funcţionarii acestuia. Utilizand o forma concentrata de
descriere simbolica, aceasta metoda combina avantajele altor metode,
prezentand clar şi concis secvenţele de control. De asemenea, diagramele
Grafcet ajuta la testarea şi depanarea sistemului de control, la diagnosticarea
defectelor aparute in sistemul de control.
Un Grafcet este un graf orientat, definit printr-un cvadruplet (S, T, E, M) unde:
S = {S1, S2, ... , Sn} - mulţimea secventelor (în particular a starilor)
T = {T1, T2, ...,Tp} - mulţimea condiţiilor ce determină tranziţiile dintr-o secventa în
alta
E = {E1, E2, ... , Eq} - mulţimea ieşirilor generate in timpul evoluţiei
Investeşte în oameni!
M = {M1, M2, ... , Mm} - o mulţime de valori binare ce desemneaza starea de
activare a fiecarei secvente.
Simbolizarea Grafcet-ului nu este unica. O metoda utilizata frecvent în aplicatii
de conducere a proceselor industriale este prezentata în figura urmatoare:
Conexiunile intre blocurile unui Grafcet se obţin prin linii orizontale şi verticale.
Liniile verticale desemneaza evolutii, iar cele orizontale indica posibilitati de ramificare
condiţionata sau nu. O diagrama Grafcet cu o configuraţie de tip SAU arata astfel:
Investeşte în oameni!
Linia orizontala A desemneaza evolutia din starea S10 atat în secvenţa S11,
cat şi in secvenţa S21, prin condiţia T10. Linia orizontală B determina convergenţa
evoluţiilor pe o logică ŞI (condiţia T12).
Tehnica de implementare a unui Grafcet se bazeaza pe transpunerea în limbajul
automatelor programabile a unei funcţii logice ce defineşte:
• set pe condiţiile de tranziţie TIN;
• memorarea variabilei asociata secvenţei;
• reset pe condiţiile de tranziţie TOUT.
Daca se noteaza prin Si variabila interna asociata secvenţei, condiţiile de mai sus
se pot scrie sub forma:
Si = TIN + Si ×
Pentru realizarea programului de conducere cu un automat programabil a unui
proces a carui funcţionare va fi descrisa printr-o diagrama Grafcet, trebuie mai intai
realizate primele doua etape generale prezentate, si anume descrierea completa a
conditiilor de funcţionare ale procesului si alegerea automatului programabil necesar.
Dupa ce aceste doua etape generale au fost realizate, urmeaza etapele:
1- elaborarea documentului sursa sub forma unei diagrame Grafcet
2- se aloca variabile de intrare, de iesire, de memorie (interne) specifice
automatului programabil folosit
3- se scriu ecuaţiile de implementare a fiecarei secvenţe (stari);
4- se scrie programul de conducere folosind setul de instrucţiuni al automatului
programabil.
Investeşte în oameni!
2.5 APLICATIE PRACTICA
• Descrierea problemei
O banda transportoare BT1 este monitorizata de un senzor de proximitate PP1
pentru stabilirea prezentei unui pachet, caz in care acesta este ridicat de cilindrul 1A si
transferat pe o alta banda transportoare prin intermediul cilindrului 2A.
Cilindrii sunt actionați prin intermediul celor 2 distribuitoare cu bobina (notate Y1 si
Y2) si revenire cu arc. Cei 2 cilindri sunt prevazuti cu senzori de capat de cursa (notati
cu a0, a1, b0 ,b1).
Folosind un alt cilindru pneumatic cu dubla actiune (cu senzorii de capat de cursa c0,
c1) pachetul este mutat de pe banda transportoare BT2 pe banda BT3, atunci cand este
realizat senzorul prezenta pachet PP2.
Intregul proces incepe sa functioneze la apasarea push-butonului Start.
Investeşte în oameni!
Se va utiliza pentru conducerea acestui sistem mecatronic automatul programabil IDEC-IZUMI FA1J.Variabile:Intrari: - senzor de proximitate prezenta pachet –PP1
- Cilindru 1A retras- a0
- cilindru 1A extins- a1
- cilindru 2A retras- b0
- cilindru 2A extins- b1
- cilindru 3A retras- c0
- -cilindru 3A extins- c1
- Senzor proximitate prezenta pachet-PP2
- Push-button Start process – Start
Investeşte în oameni!
- Variabila intitializare prima stare – v.i.
Iesiri : - Avans cilindru 1A- Y1- Avans cilindru 2A- Y2- Avans cilindru 3A- Y3
Tabel alocari variabile:
Intrari FA1J
PP1 1
a0 2
a1 3
b0 4
b1 5
c0 6
c1 7
PP2 10
start 11
v.i. 12
Iesiri FA1J
Y1 1
Y2 2
Y3 3
Schema electro-pneumatica:
Investeşte în oameni!
Diagrama Grafcet corespunzatoare protocolului de functionare este:
Ecuatiile starilor sunt:
S0
S1 S4
Y3 Y1S2 S5
Y1,Y2S6S3
S7
Start
PP2 PP1
c1
c0
a1
b1
a0 b0
v.i.
Investeşte în oameni!
Codificarea starilor:Stari FA1JS0 400S1 401S2 402S3 403S4 404S5 405S6 406S7 407
Ecuatiile starilor in variabile alocate:
Iesirile sunt active astfel:Y1 : S5 + S6
Y2 : S6
Y3 : S2
Programul specific automatului programabil folosit va fi:0 LOD 4001 AND N 4012 AND N 4043 OR 124 OUT 400----5 LOD 4006 AND 117 LOD 4018 AND N 4029 OR LOD10 LOD 40311 AND 612 OR LOD13 OUT 401
Investeşte în oameni!
----14 LOD 40115 AND 1016 LOD 40217 AND N 40318 OR LOD19 OUT 402----20 LOD 40221 AND 722 LOD 40323 AND N 40124 OR LOD25 OUT 403----26 LOD 40027 AND 1128 LOD 40729 AND 230 AND 431 OR LOD32 LOD 40433 AND N 40534 OR LOD 35 OUT 404----36 LOD 40437 AND 138 LOD 40539 AND N 40640 OR LOD41 0UT 405----42 LOD 40543 AND 344 LOD 40645 AND N 40746 OR LOD47 OUT 406----48 LOD 40649 AND 550 LOD 407
Investeşte în oameni!
51 AND N 40452 OR LOD53 OUT 407----54 LOD 40555 OR 40656 OUT 20057 LOD 40658 OUT 20159 LOD 40260 OUT 20261 END